JP6366761B2 - Display device with touch detection function - Google Patents
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Description
本発明は、外部近接物体を検出可能な表示装置に係り、特に静電容量の変化に基づいて外部近接物体を検出可能なタッチ検出機能付き表示装置に関する。 The present invention relates to a display device capable of detecting an external proximity object, and more particularly to a display device with a touch detection function capable of detecting an external proximity object based on a change in capacitance.
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示装置上に装着または一体化される、タッチ検出機能付き表示装置に用いられている。そして、タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている。このようなタッチパネルを有する、タッチ検出機能付き表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、スマートフォンのような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。 In recent years, a so-called touch panel called a touch detection device capable of detecting an external proximity object has attracted attention. The touch panel is used in a display device with a touch detection function that is mounted on or integrated with a display device such as a liquid crystal display device. The display device with a touch detection function displays various button images and the like on the display device, thereby enabling information input using the touch panel as a substitute for a normal mechanical button. Since the display device with a touch detection function having such a touch panel does not require an input device such as a keyboard, a mouse, or a keypad, the use of the display device expands in a portable information terminal such as a smartphone as well as a computer. There is a tendency.
ところで、スマートフォン、タブレット等では、表示領域上の２Ｄ（２次元）のタッチ入力にタッチパネルが設けられるほか、表示領域外に、０Ｄ（０次元、オン・オフ）の入力を行うボタンが設けられる場合がある。例えば、スマートフォン等では、１つ前の画面を表示する「戻るボタン」、ホーム画面を表示する「ホームボタン」、メニュー画面を表示する「メニューボタン」等が設けられる場合がある。このようなボタンは、０Ｄボタンと呼ばれることがある。０Ｄボタンは、タッチパネルとは別体に、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等の上にボタン部材を配置することで、実現されている。 By the way, in a smart phone, a tablet, etc., a touch panel is provided for 2D (two-dimensional) touch input on the display area, and a button for inputting 0D (0-dimensional, on / off) is provided outside the display area. There is. For example, a smartphone or the like may be provided with a “return button” for displaying the previous screen, a “home button” for displaying the home screen, a “menu button” for displaying the menu screen, and the like. Such a button may be referred to as a 0D button. The 0D button is realized by arranging a button member on an FPC (flexible printed circuit board) or the like separately from the touch panel.
関連する技術として、下記の特許文献１、２には、液晶表示装置の表示領域外の額縁に検出素子を配置して入力を可能とする技術が記載されている。
As related technologies,
しかし、特許文献１、２に記載の技術では、額縁の検出素子に対する検出回路がタッチパネルとは別に必要であり、装置が複雑になり、部品点数が多くなり、コストがかかるという問題がある。
However, the techniques disclosed in
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、部品点数の増加を抑制するとともに、コストダウンを図りながら、ボタンタッチ入力を検出することができるタッチ検出機能付き表示装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object of the present disclosure is to provide a display device with a touch detection function capable of detecting button touch input while suppressing an increase in the number of components and reducing costs. It is to provide.
本開示のタッチ検出機能付き表示装置は、第１の基板と、第１の基板に対向する第２の基板と、第２の基板を挟んで、第１の基板に対向する第３の基板と、第１の基板上に設けられた複数の画素電極と、第１の基板と第２の基板との間に設けられた複数の駆動電極と、第２の基板上に設けられた複数の第１のタッチ検出電極と、第３の基板上に設けられた第２のタッチ検出電極と、を備える。第２のタッチ検出電極は、複数の駆動電極の内の１つの駆動電極に入力される駆動信号に応じて、検出信号を出力する。 The display device with a touch detection function of the present disclosure includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a third substrate facing the first substrate across the second substrate. , A plurality of pixel electrodes provided on the first substrate, a plurality of drive electrodes provided between the first substrate and the second substrate, and a plurality of first electrodes provided on the second substrate. 1 touch detection electrode and a second touch detection electrode provided on a third substrate. The second touch detection electrode outputs a detection signal in accordance with a drive signal input to one of the plurality of drive electrodes.
本開示のタッチ検出機能付き表示装置によれば、部品点数の増加を抑制するとともに、コストダウンを図りながら、ボタンタッチ入力を検出することができる。 According to the display device with a touch detection function of the present disclosure, it is possible to detect a button touch input while suppressing an increase in the number of components and reducing costs.
本開示を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施形態（タッチ検出機能付き表示装置）
１−１．実施形態１
１−２．実施形態２
１−３．実施形態３
１−４．実施形態４
１−５．実施形態５
１−６．実施形態６
１−７．実施形態７
１−８．実施形態８
１−９．実施形態９
２．適用例（電子機器）
上記実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置が電子機器に適用されている例
A mode (embodiment) for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The present disclosure is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined. The description will be given in the following order.
1. Embodiment (display device with touch detection function)
1-1.
1-2.
1-3.
1-4. Embodiment 4
1-5. Embodiment 5
1-6. Embodiment 6
1-7. Embodiment 7
1-8. Embodiment 8
1-9. Embodiment 9
2. Application example (electronic equipment)
Example in which the display device with a touch detection function according to the embodiment is applied to an electronic device
＜１−１．実施形態１＞
［構成例］
図１は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用したスマートフォンの外観を示す図である。なお、ここでは本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置をスマートフォンに適用した例を示したが、後述するように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン、デジタルカメラ等の各種の電子機器に適用できる。
<1-1.
[Configuration example]
FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of a smartphone to which the display device with a touch detection function according to the present embodiment is applied. In addition, although the example which applied the display apparatus with a touch detection function which concerns on this embodiment to the smart phone here was shown, as mentioned later, the display apparatus with a touch detection function which concerns on this embodiment is a television, a digital camera, etc. It can be applied to various electronic devices.
図１に示すように、スマートフォン１００は、タッチ兼表示領域１０１ａを有する。タッチ兼表示領域１０１ａは、後述する本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置により実現される。タッチ兼表示領域１０１ａは、画像、文字等を表示するとともに、２Ｄ（２次元）のタッチ検出を行うことができる。また、スマートフォン１００は、タッチ兼表示領域１０１ａの外部、例えば額縁に、０Ｄ（０次元、オン・オフ）のタッチ検出を行うことができる０Ｄボタン（以下、単にボタンとも言うことがある。）１０１ｂ〜１０１ｄを有する。ボタン１０１ｂは、１つ前の画面を表示する「戻るボタン」、ボタン１０１ｃは、ホーム画面を表示する「ホームボタン」、ボタン１０１ｄは、メニュー画面を表示する「メニューボタン」である。ボタン１０１ｂ〜１０１ｄも、後述する本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置により実現される。
As shown in FIG. 1, the
なお、ここでは２Ｄのタッチ検出とは、タッチ位置の座標を判別することを意味し、０Ｄのタッチ検出とは、タッチの有無のみの判別を意味している。 Here, 2D touch detection means determining the coordinates of the touch position, and 0D touch detection means determining only the presence or absence of a touch.
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置が３個のボタン１０１ｂ〜１０１ｄを有する場合について説明するが、ボタンの数は、１又は２個でも良いし、４個以上でも良い。
In this embodiment, the case where the display device with a touch detection function includes three
（全体構成例）
図２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、タッチ検出部４０とを備えている。このタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０がタッチ検出機能を内蔵した表示デバイスである。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス２０と静電容量型のタッチ検出デバイス３０とを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。なお、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示素子として液晶表示素子を用いている液晶表示デバイス２０の上に、静電容量型のタッチ検出デバイス３０を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。
(Overall configuration example)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The display device with a
液晶表示デバイス２０は、後述するように、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、１水平ラインずつ順次走査して表示を行うデバイスである。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
As will be described later, the liquid
タッチ検出デバイス３０は、２Ｄのタッチ検出を行うタッチ部３０ａと、０Ｄのタッチ検出を行うボタン部３０ｂと、を有する。タッチ部３０ａは、平面視して（タッチ検出機能付き表示デバイス１０の主面に垂直な方向から視て）、液晶表示デバイス２０の表示領域に重畳されている。ボタン部３０ｂは、平面視して、液晶表示デバイス２０の表示領域外、例えば額縁に配置されている。
The
ゲートドライバ１２は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する機能を有している。
The
ソースドライバ１３は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、後述する各画素Ｐｉｘに画像信号Ｖｐｉｘを供給する回路である。
The
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、後述する駆動電極ＶＣＯＭに駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。
The
（静電容量型タッチ検出の基本原理）
タッチ検出デバイス３０は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。本発明においては、相互容量方式にてタッチ検出を行う。
(Basic principle of capacitive touch detection)
The
図２〜図７を参照して、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１におけるタッチ検出の基本原理について説明する。図３は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接していない状態を表す説明図である。図４は、図３に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図５は、静電容量型タッチ検出方式の基本原理を説明するため、指が接触または近接した状態を表す説明図である。図６は、図５に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。
The basic principle of touch detection in the
例えば、図３及び図５に示すように、容量素子Ｃ１は、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２を備えている。図４に示すように、容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端は電圧検出器（タッチ検出部）ＤＥＴに接続される。電圧検出器ＤＥＴは、例えば図２に示すアナログＬＰＦ（Low Pass Filter）部４２に含まれる積分回路である。
For example, as illustrated in FIGS. 3 and 5, the capacitive element C1 includes a pair of electrodes, a drive electrode E1, and a touch detection electrode E2 that are disposed to face each other with the dielectric D interposed therebetween. As shown in FIG. 4, one end of the capacitive element C1 is connected to an AC signal source (drive signal source) S, and the other end is connected to a voltage detector (touch detection unit) DET. The voltage detector DET is an integration circuit included in, for example, an analog LPF (Low Pass Filter)
交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇを印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端）側に接続された電圧検出器ＤＥＴを介して、出力波形（タッチ検出信号Ｖｄｅｔ）が現れる。なお、この交流矩形波Ｓｇは、後述するタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに相当するものである。 When an AC rectangular wave Sg having a predetermined frequency (for example, about several kHz to several hundred kHz) is applied from the AC signal source S to the drive electrode E1 (one end of the capacitive element C1), the touch detection electrode E2 (the other end of the capacitive element C1) An output waveform (touch detection signal Vdet) appears via the voltage detector DET connected to the side. The AC rectangular wave Sg corresponds to a touch drive signal Vcomt described later.
指が接触（又は近接）していない状態（非接触状態）では、図３及び図４に示すように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。図７に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ０の変動を電圧の変動（実線の波形Ｖ０）に変換する。 In a state where the finger is not in contact (or proximity) (non-contact state), as shown in FIGS. 3 and 4, with the charging and discharging of the capacitive element C1, current I 0 corresponding to the capacitance value of the capacitor C1 Flows. As shown in FIG. 7, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 0 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of voltage (solid line waveform V 0 ).
一方、指が接触（又は近接）した状態（接触状態）では、図５に示すように、指によって形成される静電容量Ｃ２がタッチ検出電極Ｅ２と接している又は近傍にあることにより、駆動電極Ｅ１及びタッチ検出電極Ｅ２の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られ、容量素子Ｃ１の容量値よりも容量値の小さい容量素子Ｃ１’として作用する。そして、図６に示す等価回路でみると、容量素子Ｃ１’に電流Ｉ１が流れる。図７に示すように、電圧検出器ＤＥＴは、交流矩形波Ｓｇに応じた電流Ｉ１の変動を電圧の変動（点線の波形Ｖ１）に変換する。この場合、波形Ｖ１は、上述した波形Ｖ０と比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜は、指などの外部からの近接する物体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器ＤＥＴは、波形Ｖ０と波形Ｖ１との電圧差分の絶対値｜ΔＶ｜を精度良く検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Ｓｇの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間ＲＥＳＥＴを設けた動作とすることがより好ましい。 On the other hand, when the finger is in contact (or close) (contact state), as shown in FIG. 5, the capacitance C2 formed by the finger is in contact with or in the vicinity of the touch detection electrode E2. The electrostatic capacitance corresponding to the fringe between the electrode E1 and the touch detection electrode E2 is blocked, and acts as a capacitive element C1 ′ having a capacitance value smaller than the capacitance value of the capacitive element C1. When seen in the equivalent circuit shown in FIG. 6, the current I 1 flows through the capacitor C1 '. As shown in FIG. 7, the voltage detector DET converts the fluctuation of the current I 1 according to the AC rectangular wave Sg into the fluctuation of the voltage (dotted line waveform V 1 ). In this case, the waveform V 1 has a smaller amplitude than the waveform V 0 described above. As a result, the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 changes according to the influence of an adjacent object such as a finger from the outside. Since the voltage detector DET accurately detects the absolute value | ΔV | of the voltage difference between the waveform V 0 and the waveform V 1 , the voltage of the capacitor is adjusted according to the frequency of the AC rectangular wave Sg by switching in the circuit. It is more preferable to perform an operation provided with a period RESET during which charge / discharge is reset.
図２に示すタッチ検出デバイス３０は、駆動電極ドライバ１４から供給される駆動信号Ｖｃｏｍ（後述するタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔ）に従って、１検出ブロックずつ順次走査してタッチ検出を行うようになっている。
The
タッチ検出デバイス３０は、複数の後述するタッチ検出電極ＴＤＬから、図４又は図６に示す電圧検出器ＤＥＴを介して、検出ブロックごとにタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力し、タッチ検出部４０のＡ／Ｄ変換部４３に供給するようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）で形成されている。
The
タッチ検出部４０は、制御部１１から供給される制御信号と、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のタッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチ（上述した接触状態）の有無を検出し、タッチがある場合においてタッチ検出領域におけるその座標などを求める回路である。このタッチ検出部４０はアナログＬＰＦ（Low Pass Filter）部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、検出タイミング制御部４６とを備えている。
The
アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出デバイス３０から供給されたタッチ検出信号Ｖｄｅｔを入力とし、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに含まれる高い周波数成分（ノイズ成分）を除去し、タッチ成分を取り出してそれぞれ出力する低域通過アナログフィルタである。アナログＬＰＦ部４２の入力端子のそれぞれと接地との間には、直流電位（０Ｖ）を与えるための抵抗Ｒが接続されている。なお、この抵抗Ｒに代えて、例えばスイッチを設け、所定の時間にこのスイッチをオン状態にすることにより直流電位（０Ｖ）を与えるようにしてもよい。
The
Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する回路である。
The A /
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に含まれる、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔをサンプリングした周波数以外の周波数成分（ノイズ成分）を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による差分の電圧のみ取り出す処理を行う。この指による差分の電圧は、上述した波形Ｖ０と波形Ｖ１との差分の絶対値｜ΔＶ｜である。信号処理部４４は、１検出ブロック当たりの絶対値｜ΔＶ｜を平均化する演算を行い、絶対値｜ΔＶ｜の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部４４は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部４４は、検出した指による差分の電圧を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧以上であれば、外部から近接する外部近接物体の接触状態と判断し、しきい値電圧未満であれば、外部近接物体の非接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出部４０はタッチ検出が可能となる。
The
座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。検出タイミング制御部４６は、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５とが同期して動作するように制御する。座標抽出部４５は、タッチパネル座標を信号出力Ｖｏｕｔとして出力する。
The coordinate
（モジュール）
図８及び図９は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図８に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、モジュールへ実装するにあたり、ガラス基板のＴＦＴ基板２１上に上述した駆動電極ドライバ１４を形成してもよい。
(module)
8 and 9 are diagrams illustrating an example of a module in which the display device with a touch detection function is mounted. As shown in FIG. 8, when the display device with a
図８に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、駆動電極ドライバ１４と、ＣＯＧ（Chip On Glass）１９Ａとを有している。このタッチ検出機能付き表示デバイス１０は、後述するＴＦＴ基板の表面に対する垂直方向において、駆動電極ＶＣＯＭと、駆動電極ＶＣＯＭと立体交差するように形成されたタッチ検出電極ＴＤＬとを模式的に示している。この例では駆動電極ＶＣＯＭは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺方向に形成されており、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向に形成されている。タッチ検出電極ＴＤＬの出力は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側に設けられ、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）などにより構成された端子部Ｔを介して、このモジュールの外部に実装されたタッチ検出部４０と接続されている。駆動電極ドライバ１４は、ガラス基板であるＴＦＴ基板２１に形成されている。ＣＯＧ１９Ａは、ＴＦＴ基板２１に実装されたチップであり、図２に示した制御部１１、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３など、表示動作に必要な各回路を内蔵したものである。
As shown in FIG. 8, the
また、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ部３０ａと、ボタン部３０ｂと、を有している。ボタン部３０ｂには、短辺方向に形成された駆動電極ＶＣＯＭが、タッチ部３０ａと同様に形成されている。また、ボタン部３０ｂには、複数のタッチ検出電極ＴＤＬのうち、３本のタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃが延在している。タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃは、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄ（図１参照）にそれぞれ対応する。つまり、タッチ検出電極ＴＤＬａは、ボタン１０１ｂに対応して「戻るボタン」タッチ入力を検出し、タッチ検出電極ＴＤＬｂは、ボタン１０１ｃに対応して「ホームボタン」タッチ入力を検出し、タッチ検出電極ＴＤＬｃは、ボタン１０１ｄに対応して「メニューボタン」タッチ入力を検出する。
The display device with a
なお、ここでは、３本のタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃが、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄに対応して、ボタン部３０ｂに延在している。つまり、１つのボタンに対して１本のタッチ検出電極がボタン部３０ｂに延在している。しかし、１つのボタンに対して２本以上のタッチ検出電極がボタン部３０ｂに延在しても良い。これにより、ボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
Here, the three touch detection electrodes TDLa to TDLc extend to the
また、図９に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧに駆動電極ドライバ１４を内蔵してもよい。図９に示すように、タッチ検出機能付き表示装置１は、モジュールはＣＯＧ１９Ｂを有している。図９に示すＣＯＧ１９Ｂは、上述した表示動作に必要な各回路に加え、駆動電極ドライバ１４をさらに内蔵したものである。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出動作の際に、駆動電極ＶＣＯＭに駆動信号Ｖｃｏｍを順次印加することにより、１検出ラインずつ線順次走査が行われる。つまり、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出走査を、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長辺方向と平行に行う。
As shown in FIG. 9, the display device with a
このように、図８及び図９に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短辺側から出力する。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極ＴＤＬの本数を少なくすることができ、端子部Ｔを介してタッチ検出部４０に接続する際の配線の引き回しが容易になる。図９に示すタッチ検出機能付き表示装置１は、ＣＯＧ１９Ｂに駆動電極ドライバ１４を内蔵しているので、額縁を狭くすることができる。
As described above, the display device with a
なお、図８及び図９では、タッチ検出走査方向をタッチ部３０ａからボタン部３０ｂに向かう方向としている。つまり、タッチ部３０ａの検出を先に、ボタン部３０ｂの検出を後にしている。しかし、タッチ検出走査方向をボタン部３０ｂからタッチ部３０ａに向かう方向としても良い。つまり、ボタン部３０ｂの検出を先に、タッチ部３０ａの検出を後にしても良い。
8 and 9, the touch detection scanning direction is a direction from the
図１０及び図１１は、タッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの他の例を示す図である。先に説明した図８及び図９に示すモジュールでは、ボタン部３０ｂは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などにより構成された端子部Ｔの対辺側に配置されている。しかし、図１０及び図１１に示すモジュールのように、ボタン部３０ｂは、端子部Ｔの側に配置されても良い。このとき、全てのタッチ検出電極ＴＤＬと端子部Ｔとを接続する必要があるので、全てのタッチ検出電極ＴＤＬがボタン部３０ｂを通過することになる。この場合、タッチ検出部４０が、後述するボタンタッチ検出タイミングにおいて、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄに対応するタッチ検出電極ＴＤＬだけを検出するようにすれば良い。
10 and 11 are diagrams showing another example of a module on which the display device with a touch detection function is mounted. In the modules shown in FIGS. 8 and 9 described above, the
（タッチ検出機能付き表示デバイス１０）
次に、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の構成例を詳細に説明する。
(Display device with touch detection function 10)
Next, a configuration example of the
図１２は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。図１３は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの画素配列を表す回路図である。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a pixel array of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The
画素基板２のタッチ部３０ａに対応する部分は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。ＴＦＴ基板２１には、図１３に示す各画素Ｐｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）素子Ｔｒ、各画素電極２２に画像信号Ｖｐｉｘを供給する画素信号線ＳＧＬ、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査信号線ＧＣＬ等の配線が形成されている。このように、画素信号線ＳＧＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と平行な平面に延在し、画素Ｐｉｘに画像を表示するための画像信号Ｖｐｉｘを供給する。図１３に示す液晶表示デバイス２０は、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐｉｘを有している。画素Ｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は画素信号線ＳＧＬに接続され、ゲートは走査信号線ＧＣＬに接続され、ソース又はドレインの他方は液晶ＬＣの一端に接続されている。液晶ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続され、他端が駆動電極ＶＣＯＭに接続されている。
The portion of the
画素Ｐｉｘは、走査信号線ＧＣＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。走査信号線ＧＣＬは、ゲートドライバ１２と接続され、ゲートドライバ１２より走査信号Ｖｓｃａｎが供給される。また、画素Ｐｉｘは、画素信号線ＳＧＬにより、液晶表示デバイス２０の同じ列に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。画素信号線ＳＧＬは、ソースドライバ１３と接続され、ソースドライバ１３より画像信号Ｖｐｉｘが供給される。さらに、画素Ｐｉｘは、駆動電極ＶＣＯＭにより、液晶表示デバイス２０の同じ行に属する他の画素Ｐｉｘと互いに接続されている。駆動電極ＶＣＯＭは、駆動電極ドライバ１４と接続され、駆動電極ドライバ１４より駆動信号Ｖｃｏｍが供給される。つまり、この例では、同じ一行に属する複数の画素Ｐｉｘが一本の駆動電極ＶＣＯＭを共有するようになっている。
The pixel Pix is connected to another pixel Pix belonging to the same row of the liquid
図２に示すゲートドライバ１２は、走査信号Ｖｓｃａｎを、図１３に示す走査信号線ＧＣＬを介して、画素ＰｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、液晶表示デバイス２０にマトリックス状に形成されている画素Ｐｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。図２に示すソースドライバ１３は、画像信号Ｖｐｉｘを、図１３に示す画素信号線ＳＧＬを介して、ゲートドライバ１２により順次選択される１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの画素Ｐｉｘでは、供給される画像信号Ｖｐｉｘに応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。図２に示す駆動電極ドライバ１４は、駆動信号Ｖｃｏｍを印加し、図１２及び図１３に示す、所定の本数の駆動電極ＶＣＯＭからなるブロックごとに駆動電極ＶＣＯＭを駆動する。
The
上述したように、液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２が走査信号線ＧＣＬを時分割的に線順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、液晶表示デバイス２０は、１水平ラインに属する画素Ｐｉｘに対して、ソースドライバ１３が画像信号Ｖｐｉｘを供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ１４は、その１水平ラインに対応する駆動電極ＶＣＯＭを含むブロックに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加するようになっている。
As described above, in the liquid
対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、ガラス基板３１とは反対側にあるカラーフィルタ３２の表面上に形成された複数の駆動電極ＶＣＯＭとを含む。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
The
カラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタを周期的に配列して、上述した図１３に示す各画素ＰｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。カラーフィルタ３２は、ＴＦＴ基板２１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。なお、カラーフィルタ３２は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。
For example, the color filter 32 periodically arranges color filters colored in three colors of red (R), green (G), and blue (B), and applies R, G to each pixel Pix shown in FIG. , B are associated as one set. The color filter 32 faces the liquid crystal layer 6 in a direction perpendicular to the
なお、カラーフィルタは、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタは、緑（Ｇ）の色領域の輝度が、赤（Ｒ）の色領域及び青（Ｂ）の色領域の輝度よりも高い。カラーフィルタは、無くてもよく、この場合白色となる。あるいは、カラーフィルタに光透過性の樹脂を用いて白色としてもよい。 The color filter may be a combination of other colors as long as it is colored in a different color. Generally, in the color filter, the luminance of the green (G) color region is higher than the luminance of the red (R) color region and the blue (B) color region. The color filter may be omitted, and in this case, it becomes white. Alternatively, the color filter may be white by using a light transmissive resin.
本実施形態に係る駆動電極ＶＣＯＭは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。本実施形態では、一つの駆動電極ＶＣＯＭが一つの画素電極２２（一行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。実施形態１に係る駆動電極ＶＣＯＭは、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向し、上述した走査信号線ＧＣＬが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極ＶＣＯＭは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ１４から駆動電極ＶＣＯＭに駆動信号Ｖｃｏｍが印加されるようになっている。
The drive electrode VCOM according to the present embodiment functions as a common drive electrode of the liquid
液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）等の各種モードの液晶が用いられる。 The liquid crystal layer 6 modulates light passing therethrough according to the state of the electric field. For example, TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Alignment), ECB (Electrically Controlled Birefringence) Various modes of liquid crystal such as controlled birefringence are used.
なお、液晶層６と画素基板２との間、及び液晶層６と対向基板３との間には、それぞれ配向膜が配設され、また、画素基板２の下面側には入射側偏光板が配置されてもよい。
An alignment film is provided between the liquid crystal layer 6 and the
また、画素基板２及び対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分は、ボタンタッチ入力の検出だけを行い画像表示を行わないので、図１２に示すように、ボタンタッチ入力の検出に使用される駆動電極ＶＣＯＭ及びタッチ検出電極ＴＤＬが形成されており、画像表示に使用されるＴＦＴ素子Ｔｒ、画素信号線ＳＧＬ、走査信号線ＧＣＬ等は形成されていない。なお、ボタン部３０ｂのカラーフィルタ３２は、黒色としても良いし、無くても良い。
Further, the portions corresponding to the
図１４は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。タッチ検出デバイス３０は、対向基板３に設けられた、駆動電極ＶＣＯＭ及びタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。駆動電極ＶＣＯＭは、図の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンに分割されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動電極ドライバ１４によって駆動信号Ｖｃｏｍが順次供給され、後述するように時分割的に線順次走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、駆動電極ＶＣＯＭの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬは、ＴＦＴ基板２１の表面と垂直な方向において、駆動電極ＶＣＯＭと対向している。タッチ検出電極ＴＤＬの各電極パターンは、タッチ検出部４０のアナログＬＰＦ部４２の入力にそれぞれ接続されている。駆動電極ＶＣＯＭとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。
FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration example of drive electrodes and touch detection electrodes of the display device with a touch detection function according to the first embodiment. The
この構成により、タッチ検出デバイス３０では、タッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１４が駆動電極ブロックとして時分割的に線順次走査するように駆動することにより、駆動電極ＶＣＯＭの１検出ブロックが順次選択され、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力することにより、１検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックは、上述したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出電極Ｅ２に対応するものであり、タッチ検出デバイス３０はこの基本原理に従ってタッチを検出するようになっている。図１４に示すように、タッチ部３０ａでは、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出デバイス３０のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
With this configuration, in the
また、図１４に示すように、ボタン部３０ｂでは、１本の駆動電極ＶＣＯＭと、３本のタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃと、が交差しており、３個のボタン１０１ｂ〜１０１ｄに対応する３個の静電容量式タッチセンサを構成している。よって、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃを走査することにより、３個のボタン１０１ｂ〜１０１ｄへの外部近接物体の接触又は近接が生じた位置の検出も可能となっている。
Further, as shown in FIG. 14, in the
ここで、ＴＦＴ基板２１は、本開示における「第１の基板」の一具体例に対応する。対向基板３１は、本開示における「第２の基板」の一具体例に対応する。画素電極２２は、本開示における「画素電極」の一具体例に対応する。駆動電極ＶＣＯＭは、本開示における「駆動電極」の一具体例に対応する。液晶ＬＣは、本開示における「表示機能層」の一具体例に対応する。駆動電極ドライバ１４は、本開示における「駆動信号供給回路」の一具体例に対応する。タッチ検出電極ＴＤＬは、本開示における「タッチ検出電極」に対応する。
Here, the
［動作及び作用］
続いて、実施形態１のタッチ検出機能付き表示装置１の動作及び作用について説明する。
[Operation and action]
Next, the operation and action of the display device with a
タッチ部３０ａに存在する駆動電極ＶＣＯＭは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能するため、駆動信号Ｖｃｏｍが互いに影響を及ぼす可能性がある。このため、駆動電極ＶＣＯＭは、表示動作を行う表示期間Ｂと、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Ａとに分けて駆動信号Ｖｃｏｍが印加される。駆動電極ドライバ１４は、表示動作を行う表示期間Ｂにおいては表示駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、駆動電極ドライバ１４は、タッチ検出動作を行うタッチ検出期間Ａにおいてはタッチ駆動信号として駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。以下の説明では、表示駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄとして記載し、タッチ駆動信号としての駆動信号Ｖｃｏｍを、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとして記載する。
Since the drive electrode VCOM existing in the
なお、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔとしては交流矩形波形の信号を用いることができ、表示駆動信号Ｖｃｏｍｄとしては、直流電圧信号を用いても良く交流矩形波形信号を用いても良い。 Note that an AC rectangular waveform signal can be used as the touch drive signal Vcomt, and a DC voltage signal or an AC rectangular waveform signal can be used as the display drive signal Vcomd.
（全体動作概要）
まず、タッチ検出機能付き表示装置１のタッチ部３０ａの部分の動作について説明する。制御部１１は、外部より供給された映像信号Ｖｄｉｓｐに基づいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、駆動電極ドライバ１４、及びタッチ検出部４０に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらがお互いに同期して動作するように制御する。ゲートドライバ１２は、表示期間Ｂにおいて、液晶表示デバイス２０に走査信号Ｖｓｃａｎを供給し、表示駆動の対象となる１水平ラインを順次選択する。ソースドライバ１３は、表示期間Ｂにおいて、ゲートドライバ１２により選択された１水平ラインを構成する各画素Ｐｉｘに、画像信号Ｖｐｉｘを供給する。
(Overview of overall operation)
First, the operation of the
表示期間Ｂでは、駆動電極ドライバ１４が１水平ラインに係る駆動電極ブロックに表示駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加し、タッチ検出期間Ａでは、駆動電極ドライバ１４がタッチ検出動作に係る駆動電極ブロックに対してタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔを順次印加し、１検出ブロックを順次選択する。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、表示期間Ｂにおいて、ゲートドライバ１２、ソースドライバ１３、及び駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいて表示動作を行う。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、そのタッチパネル座標を求める。制御部１１は、検出タイミング制御部４６を制御して、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔのサンプリング周波数を変更する。
In the display period B, the
次に、タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂの部分の動作について説明する。タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂは、表示を行わないので、タッチ検出期間Ａだけを行い、表示期間Ｂを行わないようにすれば良い。つまり、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４により供給された信号に基づいてタッチ検出動作を行い、タッチ検出電極ＴＤＬからタッチ検出信号Ｖｄｅｔを出力する。アナログＬＰＦ部４２は、タッチ検出信号Ｖｄｅｔを増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部４３は、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔに同期したタイミングで、アナログＬＰＦ部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、タッチ検出デバイス３０に対するタッチの有無を検出する。座標抽出部４５は、信号処理部４４においてタッチ検出がなされたときに、タッチされたボタンがボタン１０１ｂ（図１参照、「戻るボタン」に対応）であるか、ボタン１０１ｃ（「ホームボタン」に対応）であるか、ボタン１０１ｄ（「メニューボタン」に対応）であるかを求める。制御部１１は、検出タイミング制御部４６を制御して、タッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔのサンプリング周波数を変更する。
Next, the operation of the
（詳細動作）
次に、タッチ検出機能付き表示装置１の詳細動作を説明する。まず、タッチ検出機能付き表示装置１のタッチ部３０ａの部分の動作について説明する。図１５は、実施形態１に係るタッチ検出機能付き表示装置の一動作例を表すタイミング波形図である。図１５に示すように、液晶表示デバイス２０は、ゲートドライバ１２から供給される走査信号Ｖｓｃａｎに従って、走査信号線ＧＣＬのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目の走査信号線ＧＣＬの１水平ラインずつ順次走査して表示を行う。同様に、駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の、駆動電極ＶＣＯＭのうちの、隣接する（ｎ−１）行目、ｎ行目、（ｎ＋１）行目に供給する。
(Detailed operation)
Next, detailed operation of the display device with a
このように、タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）ごとに、タッチ検出動作（タッチ検出期間Ａ）と表示動作（表示期間Ｂ）を時分割的に行う。タッチ検出動作では、１表示水平期間１Ｈごとに、異なる駆動電極ＶＣＯＭを選択してタッチ検出の駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加することにより、タッチ検出の走査を行う。以下に、その動作を詳細に説明する。
Thus, in the
まず、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する。これにより、１表示水平期間１Ｈが開始する。
First, the
次に、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、（ｎ−１）行目の駆動電極ＶＣＯＭに対してタッチ用駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加し、駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）が低レベルから高レベルに変化する。この駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）は、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖｄｅｔが変化する。次に、駆動信号Ｖｃｏｍ（ｎ−１）が高レベルから低レベルに変化すると、タッチ検出信号Ｖｄｅｔは同様に変化する。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶｄｅｔをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、１検出ラインのタッチ検出が行われる。
Next, in the touch detection period A, the
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画像信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、図１５に示したように、この画像信号Ｖｐｉｘの変化が、寄生容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖｄｅｔが変化し得るが、表示期間ＢではＡ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換を行わないようにすることにより、この画像信号Ｖｐｉｘの変化のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。ソースドライバ１３による画像信号Ｖｐｉｘの供給が終了したのち、ゲートドライバ１２が、（ｎ−１）行目の走査信号線ＧＣＬの走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ−１）を高レベルから低レベルに変化させ、１表示水平期間（１Ｈ）が終了する。
Next, in the display period B, the
なお表示期間Ｂにおいて、駆動電極ドライバ１４は、選択される駆動電極ＶＣＯＭに対して表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄを印加する。この例においては、表示期間ＢにはＶｃｏｍｄとして０Ｖの直流電圧が印加されている。
In the display period B, the
すなわち、この例ではタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔは、低レベル部と高レベル部を有する矩形波信号であり、表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄはタッチ駆動信号Ｖｃｏｍｔの低レベルと等しいレベルの直流電圧信号である。 That is, in this example, the touch drive signal Vcomt is a rectangular wave signal having a low level portion and a high level portion, and the display drive signal Vcomd is a DC voltage signal having a level equal to the low level of the touch drive signal Vcomt.
なお、この例では駆動電極ドライバ１４は、駆動電極ＶＣＯＭがゲートドライバ１２に選択されていない期間にも表示用駆動信号Ｖｃｏｍｄと同レベルの直流電圧信号を印加するが、電圧信号を印加せずフローティングとしても良い。
In this example, the
次に、ゲートドライバ１２は、先ほどとは異なるｎ行目の走査信号線ＧＣＬに対して走査信号Ｖｓｃａｎを印加し、走査信号Ｖｓｃａｎ（ｎ）が低レベルから高レベルに変化する。これにより、次の１表示水平期間（１Ｈ）が開始する。
Next, the
次のタッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、先ほどとは異なるｎ行目の駆動電極ＶＣＯＭに対して駆動信号Ｖｃｏｍを印加する。そして、タッチ検出信号Ｖｄｅｔの変化を、Ａ／Ｄ変換部４３がＡ／Ｄ変換することにより、この１検出ラインのタッチ検出が行われる。
In the next touch detection period A, the
次に、表示期間Ｂにおいて、ソースドライバ１３が、画素信号線ＳＧＬに対して画像信号Ｖｐｉｘを印加し、１水平ラインに対する表示を行う。なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１はドット反転駆動を行うため、ソースドライバ１３が印加する画像信号Ｖｐｉｘは、前の１表示水平期間（１Ｈ）のものと比べて、その極性が反転している。この表示期間Ｂが終了した後、この１表示水平期間（１Ｈ）が終了する。
Next, in the display period B, the
これ以降、上述した動作を繰り返すことにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、表示面全面にわたる走査により表示動作を行うとともに、タッチ検出面全面にわたる走査によりタッチ検出動作を行う。
Thereafter, by repeating the above-described operation, the display device with a
上述したように、タッチ検出機能付き表示装置１では、１表示水平期間（１Ｈ）において、タッチ検出動作はタッチ検出期間Ａに行い、表示動作は表示期間Ｂに行うようにしている。このように、タッチ検出動作と表示動作とを別々の期間に行うようにしたので、同じ１表示水平期間において表示動作とタッチ検出動作の両方を行うことができるとともに、表示動作のタッチ検出に対する影響を抑えることができる。
As described above, in the
なお、タッチ検出機能付き表示装置１は、１表示水平期間（１Ｈ）において、必ずタッチ検出動作と表示動作とを時分割で行う必要はなく、１画面分の表示を行う１フレーム期間の間に、タッチ検出期間Ａと表示期間Ｂとを任意に設定し時分割でタッチ検出動作と表示動作を行うことができる。
Note that the display device with a
すなわち、タッチ検出機能付き表示装置１は、複数水平ラインの表示動作と、複数ライン分のタッチ検出動作とを繰り返すことにより１画面分の画面表示とタッチ検出を行うものであっても良い。また１画面分の表示動作の間に１画面以下又は１画面以上のタッチ検出を行っても良い。また、一画面分の表示動作と一画面分のタッチ検出動作とを繰り返しても良い。
That is, the display device with a
次に、タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂの部分の動作について説明する。タッチ検出機能付き表示装置１のボタン部３０ｂは、表示を行わないので、タッチ検出期間Ａだけを行い、表示期間Ｂを行わないようにすれば良い。つまり、駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、複数の駆動電極ＶＣＯＭのうちのボタン部３０ｂに存在する駆動電極ＶＣＯＭａ（図１４参照）に駆動信号Ｖｃｏｍｔを供給する。なお、駆動電極ドライバ１４は、ボタン部３０ｂに存在する駆動電極ＶＣＯＭａと、タッチ部３０ａに存在する他の駆動電極ＶＣＯＭと、を平行に駆動することもでき、時分割に駆動することもできる。上記のように、タッチ検出期間Ａにおいて、駆動電極ドライバ１４が、ボタン部３０ｂに存在する駆動電極ＶＣＯＭａに対して駆動信号Ｖｃｏｍｔを印加すると、駆動信号Ｖｃｏｍが低レベルから高レベルに変化する。この駆動信号Ｖｃｏｍｔは、静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬａ（ボタン１０１ｂに対応）、ＴＤＬｂ（ボタン１０１ｃに対応）、ＴＤＬｃ（ボタン１０１ｄに対応）に伝わり、タッチ検出信号Ｖｄｅｔが変化する。次に、駆動信号Ｖｃｏｍｔが高レベルから低レベルに変化すると、タッチ検出信号Ｖｄｅｔは同様に変化する。このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号Ｖｄｅｔの波形は、上述したタッチ検出の基本原理における、タッチ検出信号Ｖｄｅｔに対応するものである。Ａ／Ｄ変換部４３は、このタッチ検出期間Ａにおけるタッチ検出信号ＶｄｅｔをＡ／Ｄ変換することによりタッチ検出を行う。
Next, the operation of the
これにより、タッチ検出機能付き表示装置１では、ボタン部３０ｂのボタンタッチ検出が行われる。
Thereby, in the
以上説明したように、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置１によれば、タッチ検出デバイス３０のボタン部３０ｂにより、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを実現することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを実現するために専用のＦＰＣ、タッチセンサ、タッチボタン等を設ける必要をなくすことができる。従って、タッチ検出機能付き表示装置１は、簡易な回路構成で、部品点数の増加を抑制することができ、製造工程の増加を抑制することができ、コストダウンを図ることができる。
As described above, according to the display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ部３０ａとボタン部３０ｂのタッチ検出電極ＴＤＬを兼用することができ、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａは、タッチ部３０ａの駆動電極ＶＣＯＭと同一層に同一工程にて形成することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、製造工程の増加を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。また、タッチ部３０ａの駆動電極ＶＣＯＭとボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａとは、駆動電極ドライバ１４により、駆動信号を順次印加して動作することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、回路の増加を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ部３０ａにおいても、ボタン部３０ｂにおいても、相互容量方式の検出原理を用いてタッチ検出を行うことができる。
The display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａだけを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＩＰＳ（In Plane Switching）等にも適用できる。
In the present embodiment, the display device with a
すなわち駆動電極ＶＣＯＭ及びＶＣＯＭａについては、画素基板２の上に形成されていてもよい。さらに具体的には、画素基板２の上に駆動電極ＶＣＯＭ及びＶＣＯＭａと画素電極とが絶縁層を介して積層された構造（ＦＦＳに相当）であってもよく、画素基板２の上で駆動電極ＶＣＯＭ及びＶＣＯＭａと画素電極とが同一平面内に交互に並んだ構造（ＩＰＳに相当）となっていてもよい。
That is, the drive electrodes VCOM and VCOMa may be formed on the
＜１−２．実施形態２＞
実施形態１では、２Ｄのタッチ検出を行うタッチ部３０ａと、０Ｄのボタンタッチ検出を行うボタン部３０ｂと、でタッチ検出電極ＴＤＬを共用する。しかし、ボタン部３０ｂでボタンタッチ検出を行うタッチ検出電極を、別途配置しても良い。
<1-2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the touch detection electrode TDL is shared by the
図１６は、実施形態２に係る端子部を示す図である。図１６に示すように、フレキシブルプリント基板などにより構成された端子部Ｔ２は、図中水平方向に延在する概略矩形状の第１部分Ｔ２ａと、第１部分Ｔ２ａの中央部から図中左側に若干オフセットした部分から図中下方向に延在する第２部分Ｔ２ｂと、を有する。 FIG. 16 is a diagram illustrating a terminal unit according to the second embodiment. As shown in FIG. 16, a terminal portion T2 formed of a flexible printed circuit board or the like has a first portion T2a having a substantially rectangular shape extending in the horizontal direction in the drawing, and a left portion in the drawing from the central portion of the first portion T2a. A second portion T2b extending downward in the figure from the slightly offset portion.
端子部Ｔ２の第１部分Ｔ２ａの長手方向の辺（図中上側の辺）には、複数のタッチ検出電極ＴＤＬにそれぞれ接続される複数の端子１１１を有している。端子１１１は、端子部Ｔ２内に形成された配線（図示せず）を介して、タッチ検出部４０に接続されている。これにより、タッチ検出部４０は、複数のタッチ検出電極ＴＤＬに接続され、２Ｄのタッチ入力を検出することができる。
On the side in the longitudinal direction of the first portion T2a of the terminal portion T2 (upper side in the figure), there are a plurality of
また、端子部Ｔ２の主面（紙面手前側の面）上には、タッチ検出電極１１２〜１１４が、３個のボタン１０１ｂ〜１０１ｄに対応して形成されている。タッチ検出電極１１２〜１１４は、端子部Ｔ２の主面上に形成された配線１１２ａ〜１１２ｃにそれぞれ接続されている。配線１１２ａ〜１１２ｃは、タッチ検出部４０に接続される。これにより、タッチ検出部４０は、３個のタッチ検出電極１１２〜１１４に接続され、０Ｄのボタンタッチ入力を検出することができる。
Further,
図１７は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示装置を実装したモジュールの一例を示す図である。図１７に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、ＣＯＧ１９Ａの側にボタン部３０ｂを、ＣＯＧ１９Ａの対辺側にタッチ部３０ａを、有している。端子部Ｔ２は、ボタン部３０ｂの上層（紙面手前側）に配置されている。端子部Ｔ２上に形成されたタッチ検出電極１１２〜１１４は、ボタン部３０ｂに形成された駆動電極ＶＣＯＭと、３個の静電容量式タッチセンサを構成している。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a module in which the display device with a touch detection function according to the second embodiment is mounted. As shown in FIG. 17, the display device with a
図１８は、実施形態２に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the second embodiment. The
画素基板２のタッチ部３０ａに対応する部分は、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、このＴＦＴ基板２１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極２２とを有する。対向基板３は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の一方の面に形成されたカラーフィルタ３２と、ガラス基板３１とは反対側にあるカラーフィルタ３２の表面上に形成された複数の駆動電極ＶＣＯＭとを含む。ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出デバイス３０の検出電極であるタッチ検出電極ＴＤＬが形成され、さらに、このタッチ検出電極ＴＤＬの上には、偏光板３５が配設されている。
The portion of the
本実施形態に係る駆動電極ＶＣＯＭは、液晶表示デバイス２０の共通駆動電極として機能するとともに、タッチ検出デバイス３０の駆動電極としても機能する。本実施形態では、一つの駆動電極ＶＣＯＭが一つの画素電極２２（一行を構成する画素電極２２）に対応するように配置されている。本実施形態に係る駆動電極ＶＣＯＭは、ＴＦＴ基板２１の表面に対する垂直方向において、画素電極２２に対向し、上述した画素信号線ＳＧＬが延在する方向と平行な方向に延在している。駆動電極ＶＣＯＭは、図示しない導電性を有するコンタクト導電柱を介して、駆動電極ドライバ１４から駆動電極ＶＣＯＭに駆動信号Ｖｃｏｍが印加されるようになっている。
The drive electrode VCOM according to the present embodiment functions as a common drive electrode of the liquid
また、画素基板２及び対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分は、ボタンタッチ入力の検出だけを行い画像表示を行わないので、図１８に示すように、ボタンタッチ入力の検出に使用される駆動電極ＶＣＯＭａだけが形成されており、画像表示に使用されるＴＦＴ素子Ｔｒ、画素信号線ＳＧＬ、走査信号線ＧＣＬ等は形成されていない。
Further, the portions corresponding to the
ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａからは、端子部Ｔ２上のタッチ検出電極１１２へ向かって、図中左下から図中右上の向きに、電界Ｆが働く。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、この電界Ｆにより、ボタン部３０ｂへのボタンタッチ入力を検出することができる。
An electric field F acts from the drive electrode VCOMa of the
本実施形態によれば、端子部Ｔ２上に０Ｄボタン用のタッチ検出電極１１２〜１１４を形成することで、タッチ検出電極１１２〜１１４を大きく形成することができる。これにより、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａと、ボタン部３０ｂのタッチ検出電極１１２〜１１４との間に形成される電場を強めることができるため、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
According to the present embodiment, the
また、０Ｄのボタンタッチ入力を検出するための駆動電極ＶＣＯＭａは、２Ｄのタッチ入力検出兼画像表示をするための駆動電極ＶＣＯＭと同一層に同一工程で形成することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、製造工程の増加を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。
Further, the drive electrode VCOMa for detecting the 0D button touch input can be formed in the same layer and in the same process as the drive electrode VCOM for 2D touch input detection and image display. Thereby, the
さらに、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａとタッチ部３０ａの駆動電極ＶＣＯＭとに、タッチ検出用の駆動信号を供給する駆動信号供給回路（駆動電極ドライバ１４等）を共有し、駆動電極ＶＣＯＭａと駆動電極ＶＣＯＭとを順次選択して駆動信号を供給することができるので、専用の駆動回路を低減又は削減することができ、コストの増大を抑制することができる。
Further, the drive electrode VCOMa of the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出用のタッチ検出電極ＴＤＬと、０Ｄのボタンタッチ入力検出用のタッチ検出電極１１２〜１１４と、を別体とすることにより、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
In addition, the display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出用のタッチ検出電極ＴＤＬと、０Ｄのボタンタッチ入力検出用のタッチ検出電極１１２〜１１４と、を別体とすることにより、２Ｄのタッチ入力検出と、０Ｄのボタンタッチ入力検出と、を並行して、あるいは、同時に行うことが容易であり、また、検出精度を高くできる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、０Ｄのボタンタッチ入力検出の遅延を低減することができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
In addition, the display device with a
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ、ＩＰＳ等にも適用できる。
In the present embodiment, the display device with a
＜１−３．実施形態３＞
一般に、液晶表示装置を用いた電子機器では、液晶表示パネルを保護したり、コントラストを向上させたりする等の観点から、液晶表示パネルの上層にカバーガラスを配置することが多い。そこで、カバーガラスの裏面（カバーガラスの液晶表示パネル側の面）に０Ｄボタン用のタッチ検出電極を配置してもよい。
<1-3.
In general, in an electronic device using a liquid crystal display device, a cover glass is often disposed on the upper layer of the liquid crystal display panel from the viewpoint of protecting the liquid crystal display panel or improving contrast. Therefore, the touch detection electrode for the 0D button may be arranged on the back surface of the cover glass (the surface of the cover glass on the liquid crystal display panel side).
図１９は、実施形態３に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。画素基板２及び対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分は、ボタンタッチ入力の検出だけを行い画像表示を行わないので、図１９に示すように、ボタンタッチ入力の検出に使用される駆動電極ＶＣＯＭａだけが形成されており、画像表示に使用されるＴＦＴ素子Ｔｒ、画素信号線ＳＧＬ、走査信号線ＧＣＬ等は形成されていない。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the third embodiment. Since the portions corresponding to the
また、図１９に示すように、カバーガラス１２１が、タッチ検出機能付き表示デバイス１０を保護する等の観点から、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の表面に垂直な方向に対向して、配置されている。カバーガラス１２１の裏面（タッチ検出機能付き表示デバイス１０側の面）には、遮光層１２２が形成されている。そして、遮光層１２２上（タッチ検出機能付き表示デバイス１０側）には、０Ｄのボタンタッチ入力を検出するタッチ検出電極１２３が形成されている。タッチ検出電極１２３は、ユーザの視線側から視て遮光層１２２の裏に隠れることになるので、ユーザから視認しづらくすることができる。
Further, as shown in FIG. 19, the cover glass 121 is disposed so as to face the direction perpendicular to the surface of the
本実施形態によれば、カバーガラス１２１の裏面上に０Ｄボタン用のタッチ検出電極１２３を形成することで、タッチ検出電極１２３を大きく形成することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出電極１２３と指、スタイラス等との間の距離を短縮することができるので、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
According to this embodiment, the touch detection electrode 123 can be formed larger by forming the touch detection electrode 123 for the 0D button on the back surface of the cover glass 121. Thereby, the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ、ＩＰＳ等にも適用できる。
In the present embodiment, the display device with a
＜１−４．実施形態４＞
一般に、液晶表示装置を用いた電子機器では、視認性、色表現性の向上の観点から、液晶表示パネルの裏面から液晶表示パネルを照射するバックライトを配置することが多い。そこで、該バックライトで０Ｄボタンの裏面から０Ｄボタンを照射しても良い。
<1-4. Embodiment 4>
In general, in an electronic apparatus using a liquid crystal display device, a backlight that irradiates the liquid crystal display panel from the back surface of the liquid crystal display panel is often disposed from the viewpoint of improving visibility and color expression. Therefore, the 0D button may be irradiated from the back surface of the 0D button with the backlight.
図２０は、実施形態４に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。画素基板２及び対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分は、ボタンタッチ入力の検出だけを行い画像表示を行わないので、図２０に示すように、ボタンタッチ入力の検出に使用される駆動電極ＶＣＯＭａだけが形成されており、画像表示に使用されるＴＦＴ素子Ｔｒ、画素信号線ＳＧＬ、走査信号線ＧＣＬ等は形成されていない。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the fourth embodiment. The portions corresponding to the
また、図２０に示すように、バックライト１３０が、視認性、色表現性の向上の観点から、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の裏側（図中下側）に、配置されている。バックライト１３０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、冷陰極管等の光源１３１と、光源１３１から出射される光をタッチ検出機能付き表示デバイス１０全体に拡散させるとともに、光の進行方向を画素基板２から対向基板３に向かう方向に変更する導光板１３２と、を備える。導光板１３２から出射される光は、タッチ部３０ａを裏面（バックライト１３０側の面）から照射するとともに、ボタン部３０ｂを裏面（バックライト１３０側の面）から照射する。
Further, as shown in FIG. 20, the
つまり、導光板１３２のボタン部３０ｂから出射される光Ｌは、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａ、カラーフィルタ３２、ガラス基板３１、タッチ検出電極ＴＤＬ及び偏光板３５を順次通過する。
That is, the light L emitted from the
本実施形態によれば、バックライト１３０が、ボタン部３０ｂを裏面から照射することで、ボタン部３０ｂの視認性を向上させることができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
According to the present embodiment, the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン部３０ｂのカラーフィルタ３２に、「戻るボタン」、「ホームボタン」、「メニューボタン」等を表す文字、図形、記号、アイコン等の形状の透過部を形成することとすれば、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄをより認識し易くすることができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
In addition, the display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン部３０ｂのカラーフィルタ３２を、「戻るボタン」、「ホームボタン」、「メニューボタン」等を表す文字、図形、記号、アイコン等の形状に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等に着色させることとすれば、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄをより認識し易くすることができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
In addition, the display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン毎に色を異ならせることとすれば、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄをより認識し易くすることができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
In addition, if the display device with a
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ、ＩＰＳ等にも適用できる。
In the present embodiment, the display device with a
＜１−５．実施形態５＞
実施形態４では、バックライトで０Ｄボタンの裏面から０Ｄボタンを照射する。更に、ボタン部にＴＦＴ素子及び電極を配置し、ボタン部を通過する光量を変えることで、０Ｄボタンの明度を変えても良い。
<1-5. Embodiment 5>
In the fourth embodiment, the 0D button is irradiated from the back surface of the 0D button with the backlight. Furthermore, the brightness of the 0D button may be changed by arranging TFT elements and electrodes in the button part and changing the amount of light passing through the button part.
図２１は、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。画素基板２及び対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分には、ＴＦＴ素子Ｔｒ（図示せず）が形成されているとともに、画素電極２２ａが形成されている。ボタン部３０ｂのＴＦＴ素子Ｔｒ及び画素電極２２ａは、ゲートドライバ１２（図２参照）及びソースドライバ１３（図２参照）により駆動される。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the fifth embodiment. TFT elements Tr (not shown) and pixel electrodes 22a are formed on portions of the
制御部１１（図２参照）は、ゲートドライバ１２及びソースドライバ１３を介して、画素電極２２ａと駆動電極ＶＣＯＭａとの間の電界を変化させる。ボタン部３０ｂの液晶層６は、画素電極２２ａと駆動電極ＶＣＯＭａとの間の電界の状態に応じてそこを通過する光Ｌを変調する。
The control unit 11 (see FIG. 2) changes the electric field between the pixel electrode 22a and the drive electrode VCOMa via the
これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの明度を変化させることができる。従って、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、明るい屋外等では、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの明度を高くし、暗い室内等では、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの明度を低くすることができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの視認性をより向上させることができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
Thereby, the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、図２１に示すタッチ検出機能付き表示デバイス１０では、２Ｄのタッチ入力を検出するタッチ部３０ａと、０Ｄのボタンタッチ入力を検出するボタン部３０ｂと、を共通の光源１３１を用いて照射している。しかし、タッチ部３０ａを照射する光源と、ボタン部３０ｂを照射する光源と、を別個に設けても良い。
In the display device with a
図２２は、実施形態５に係るタッチ検出機能付き表示装置のバックライトの他の例を示す平面図である。バックライト１４０は、導光板１４１と、光源１５１〜１５５、１６１〜１６４と、を有する。導光板１４１は、本体部１４１ａと、本体部１４１ａの一辺（図中下側の辺）から本体部１４１ａの主面と平行な第１の方向（図中下方向）に突出した突部１４１ｂ〜１４１ｆと、を有する。
FIG. 22 is a plan view illustrating another example of the backlight of the display device with a touch detection function according to the fifth embodiment. The
タッチ兼表示領域１０１ａを照射する光源１５１〜１５５は、その光出射面が、突部１４１ｂ〜１４１ｆの第１の方向側の、本体部１４１ａの主面と交差する面に対向して、第１の方向と逆方向の第２の方向（図中上方向）を向いて配置されている。光源１５１〜１５５から出射される光Ｌ２は、突部１４１ｂ〜１４１ｆに入射し、突部１４１ｂ〜１４１ｆの中を第２の方向に向かって進行し、本体部１４１ａに到達する。つまり、突部１４１ｂ〜１４１ｆは、光Ｌ２の入射部として機能する。本体部１４１ａに到達した光Ｌ２は、本体部１４１ａ全体に拡散されるとともに、光の進行方向が本体部１４１ａの主面に垂直な方向（紙面手前方向）に変更される。
The light sources 151 to 155 that irradiate the touch /
突部１４１ｂ〜１４１ｆ間には、凹部１４１ｇ〜１４１ｊが形成されている。ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを照射する光源１６１〜１６４は、その光射出面がボタン１０１ｂ〜１０１ｄを向く方向（紙面手前方向）を向いて、凹部１４１ｇ〜１４１ｊに囲まれるように配置されている。光源１６１〜１６４から出射される光は、ボタン部３０ｂの画素基板２、液晶層６及び対向基板３を通過して、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを照射する。
バックライト１４０は、タッチ兼表示領域１０１ａを照射する光源１５１〜１５５と、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを照射する光源１６１〜１６４と、を別体とすることにより、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、０Ｄのボタン１０１ｂ〜１０１ｄを照射することが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、スマートフォン１００がスリープモードであっても、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを明るくすることができ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The
また、バックライト１４０は、タッチ兼表示領域１０１ａを照射する光源１５１〜１５５と、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄを照射する光源１６１〜１６４と、を別体とすることにより、タッチ兼表示領域１０１ａの明度と、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの明度と、を異ならせることができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、タッチ兼表示領域１０１ａの明度を低くし、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの明度を高くすることで、ボタン１０１ｂ〜１０１ｄの視認性を高めつつ、消費電力を低減することができる。
In addition, the
なお、光源１５１〜１５５から出射される光Ｌ２は、突部１４１ｂ〜１４１ｆに進入した段階ではさほど拡散せず、本体部１４１ａに進入した段階で広く拡散する。そのため、凹部１４１ｇ〜１４１ｊを設けても、光Ｌ２の拡散には大きな影響は及ぼさない。つまり、凹部１４１ｇ〜１４１ｊは、バックライト１４０のデッドスペースである。従って、光源１６１〜１６４をデッドスペースである凹部１４１ｇ〜１４１ｊ内に配置することで、バックライト１４０の専有面積を抑制することができ、スマートフォン１００の筐体が大きくなることを抑制することができる。
The light L2 emitted from the light sources 151 to 155 does not diffuse so much when entering the
なお、本実施形態では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ、ＩＰＳ等にも適用できる。
In the present embodiment, the display device with a
＜１−６．実施形態６＞
実施形態１〜５では、平面視して（タッチ検出機能付き表示装置の主面に垂直な方向から視て）画素基板と対向基板とが重なる部分にボタン部を配置している。しかし、平面視して対向基板に画素基板と重ならない部分を設け、その部分にボタン部を配置しても良い。
<1-6. Embodiment 6>
In the first to fifth embodiments, the button portion is arranged at a portion where the pixel substrate and the counter substrate overlap each other when viewed in plan (viewed from a direction perpendicular to the main surface of the display device with a touch detection function). However, a portion that does not overlap with the pixel substrate may be provided on the counter substrate in plan view, and the button portion may be disposed in that portion.
図２３は、実施形態６に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of the display device with a touch detection function according to the sixth embodiment. The
対向基板３は、平面視して（画素基板２の表面に垂直な方向から視て）その一部が画素基板２と重なり、他の一部が画素基板２と重ならない。対向基板３は、画素基板２と重なる部分がタッチ部３０ａとなっており、画素基板２と重ならない部分がボタン部３０ｂとなっている。
A part of the
対向基板３のボタン部３０ｂに対応する部分は、０Ｄのボタンタッチ入力の検出だけを行い画像表示を行わないので、図２３に示すように、０Ｄのボタンタッチ入力の検出に使用される駆動電極ＶＣＯＭａ及びタッチ検出電極ＴＤＬが形成されている。
Since the portion corresponding to the
図２４は、図２３のタッチ検出機能付き表示デバイスの平面図である。図２４に示すように、対向基板３は、その一部（図中下側部分）が画素基板２と重なり、他の一部（図中上側部分）が画素基板２と重ならない。対向基板３は、画素基板２と重なる部分がタッチ部３０ａとなっており、画素基板２と重ならない部分がボタン部３０ｂとなっている。
24 is a plan view of the display device with a touch detection function of FIG. As shown in FIG. 24, a part of the counter substrate 3 (lower part in the figure) overlaps with the
ボタン部３０ｂは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短手方向に沿って延在しており、ボタン部３０ｂに形成された０Ｄのボタンタッチ入力を検出するための駆動電極ＶＣＯＭａも、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の短手方向に沿って延在している。また、２Ｄのタッチ入力検出及び０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うためのタッチ検出電極ＴＤＬは、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の長手方向に沿って、タッチ部３０ａ及びボタン部３０ｂに渡って延在している。
The
本実施形態によれば、液晶層６の面積をタッチ部３０ａの面積に抑制することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、液晶の使用量を抑制することができ、コストダウンを図ることができ、環境保全に資することができ、経済的である。
According to this embodiment, the area of the liquid crystal layer 6 can be suppressed to the area of the
なお、０Ｄのボタンタッチ入力を検出するための駆動電極ＶＣＯＭａは、２Ｄのタッチ入力検出兼画像表示をするための駆動電極ＶＣＯＭと同一層に同一工程で形成することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、製造工程の増加を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。また、タッチ部３０ａの駆動電極ＶＣＯＭとボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａとは、同一の駆動回路（駆動電極ドライバ１４）により、駆動信号を順次印加して動作することができる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、回路の増加を抑制することができ、コストの増大を抑制することができる。また、タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ部３０ａにおいても、ボタン部３０ｂにおいても、相互容量方式の検出原理を用いてタッチ検出を行うことができる。
The drive electrode VCOMa for detecting 0D button touch input can be formed in the same layer and in the same process as the drive electrode VCOM for detecting 2D touch input and displaying an image. Thereby, the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
次に、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０の製造方法について説明する。まず、比較例として、実施形態１〜５に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０、つまり対向基板３の全部が画素基板２と重なるタッチ検出機能付き表示デバイス１０の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the display device with a
図２５及び図２６は、実施形態１〜５に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの製造方法を説明する図である。まず、将来カットされた後に画素基板２となる大型基板（マザーガラス）１８１の主面上にＴＦＴ素子Ｔｒ、走査信号線ＧＣＬ、画素信号線ＳＧＬ、画素電極２２等を形成する。一方、将来カットされた後に対向基板３となる大型基板（マザーガラス）１８２の主面（大型基板１８１側の面）上に、カラーフィルタ３２、駆動電極ＶＣＯＭ等を形成する。次に、大型基板１８１と大型基板１８２とを、シール部材を介して貼り合わせ、大型貼り合わせ基板１８３を作成する。なお、この際、液晶注入法、液晶滴下法等により、大型基板１８１と大型基板１８２との間に液晶を封入する。
25 and 26 are diagrams illustrating a method for manufacturing the display device with a touch detection function according to the first to fifth embodiments. First, the TFT element Tr, the scanning signal line GCL, the pixel signal line SGL, the pixel electrode 22 and the like are formed on the main surface of a large substrate (mother glass) 181 that will be the
次に、大型基板１８２をカットラインＣＬ１でカットして、不要な端部１８２ａを取り除く。また、大型基板１８１及び大型基板１８２をカットラインＣＬ３及びＣＬ５でカットする。このカットで、３個の貼り合わせ基板１８４〜１８６が得られる。貼り合わせ基板１８４は、対向基板３をカットラインＣＬ２でカットして不要部３ａを取り除き、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載する領域を確保し、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成する。同様に、貼り合わせ基板１８５は、対向基板３をカットラインＣＬ４でカットして不要部３ａを取り除き、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載する領域を確保し、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成する。また、貼り合わせ基板１８６は、不要部を取り除く必要がなく、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成する。
Next, the
次に、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイス１０の製造方法について説明する。つまり対向基板３の一部が画素基板２と重なり、他の一部が画素基板２と重ならないタッチ検出機能付き表示デバイス１０の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the display device with a
図２７及び図２８は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの製造方法を説明する図である。まず、将来カットされた後に画素基板２となる大型基板１８７の主面上にＴＦＴ素子Ｔｒ、走査信号線ＧＣＬ、画素信号線ＳＧＬ、画素電極２２等を形成する。一方、将来カットされた後に対向基板３となる大型基板１８８の主面（大型基板１８７側の面）に、カラーフィルタ３２、駆動電極ＶＣＯＭ等を形成する。次に、大型基板１８７と大型基板１８８とを、シール部材を介して貼り合わせて、大型貼り合わせ基板１８９を作成する。なお、この際、液晶注入法、液晶滴下法等により、大型基板１８７と大型基板１８８との間に液晶を封入する。
27 and 28 are diagrams for explaining a method of manufacturing a display device with a touch detection function according to the present embodiment. First, the TFT element Tr, the scanning signal line GCL, the pixel signal line SGL, the pixel electrode 22 and the like are formed on the main surface of the large-
次に、大型基板１８８をカットラインＣＬ６、ＣＬ８で、大型基板１８７をカットラインＣＬ７、ＣＬ９でそれぞれカットする。このカットで、３個の貼り合わせ基板１９０〜１９２が得られる。貼り合わせ基板１９０〜１９２は、不要部を取り除く必要がなく、画素基板２上にＣＯＧ１９Ａを搭載し、タッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成する。貼り合わせ基板１９１の対向基板３の内の貼り合わせ基板１９１の画素基板２と重ならない部分、つまり、貼り合わせ基板１９１の対向基板３の図中左方向に突出した部分は、隣接する貼り合わせ基板１９０の画素基板２の内の貼り合わせ基板１９０の対向基板３と重ならない部分、つまり、貼り合わせ基板１９０の画素基板２の図中右方向に突出した部分と、重なっている。同様に、貼り合わせ基板１９２の対向基板３の内の貼り合わせ基板１９２の画素基板２と重ならない部分、つまり、貼り合わせ基板１９２の対向基板３の図中左方向に突出した部分は、隣接する貼り合わせ基板１９１の画素基板２の内の貼り合わせ基板１９１の対向基板３と重ならない部分、つまり、貼り合わせ基板１９１の画素基板２の図中右方向に突出した部分と、重なっている。
Next, the
本実施形態によれば、不要部を生じさせることがなく、貼り合わせ基板１９０〜１９２を作成し、更にタッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成することができる。これにより、製造工程を短縮できるとともに、廃棄物の排出を抑制することができ、環境保全に資することができ、経済的である。
According to this embodiment, an unnecessary part is not produced, the bonded
なお、図２７及び図２８では、１枚の大型貼り合わせ基板１８９から３個のタッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成することとしているが、実際には、１枚の貼り合わせ基板から多数のタッチ検出機能付き表示デバイス１０を作成することができる。
27 and 28, three
なお、図２３では、タッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等に適用した例を挙げて説明したが、本発明はＦＦＳ、ＩＰＳ等にも適用できる。ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等では、駆動電極ＶＣＯＭが対向基板３側に設けられるが、ＦＦＳ、ＩＰＳ等では、駆動電極ＶＣＯＭが画素基板２側に設けられる。
In FIG. 23, the display device with a
図２９は、実施形態６の変形例に係るＦＦＳ構造のタッチ検出機能付き表示デバイスの概略断面構造を表す断面図である。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、画素基板２と、この画素基板２の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板３と、画素基板２と対向基板３との間に挿設された液晶層６とを備えている。
FIG. 29 is a cross-sectional view illustrating a schematic cross-sectional structure of a display device with a touch detection function having an FFS structure according to a modification of the sixth embodiment. The
対向基板３は、平面視して（画素基板２の表面に垂直な方向から視て）その一部が画素基板２と重なり、他の一部が画素基板２と重ならない。対向基板３は、画素基板２と重なる部分がタッチ部３０ａとなっており、画素基板２と重ならない部分がボタン部３０ｂとなっている。
A part of the
図２９に示すように、ＦＦＳでは、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行うタッチ部３０ａにおいて、駆動電極ＶＣＯＭは、画素基板２側に設けられ、図示しない絶縁層を介して、駆動電極の上に画素電極が積層される。タッチ部３０ａにおいて、画素基板２側の画素電極２２と駆動電極ＶＣＯＭとの間の電界により、液晶層６が配向し、画像が表示される。また、タッチ部３０ａにおいて、画素基板２側の駆動電極ＶＣＯＭと対向基板３側のタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電界により、２Ｄのタッチ入力検出が行われる。
As shown in FIG. 29, in the FFS, in the
一方、ボタン部３０ｂにおいて、駆動電極ＶＣＯＭａは、対向基板３側に設けられる。ボタン部３０ｂにおいて、対向基板３側の駆動電極ＶＣＯＭａとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の電界により、０Ｄのボタンタッチ入力検出が行われる。
On the other hand, in the
なお、この場合であっても、駆動電極ＶＣＯＭａと駆動電極ＶＣＯＭは駆動電極ドライバにより互いに同期して駆動させることによりタッチ部とボタン部の検出を行うことで、部品や製造工程を省略でき、コストの増大を抑制することができ、装置を小型化できる。 Even in this case, the drive electrode VCOMa and the drive electrode VCOM are driven in synchronization with each other by the drive electrode driver to detect the touch part and the button part, so that parts and manufacturing processes can be omitted. Can be suppressed, and the apparatus can be miniaturized.
なお、上記ではＦＦＳ構造について説明したが、画素基板２の上に画素電極と駆動電極とが同一平面上で交互に配置されたＩＰＳ構造にも適用できる。
Although the FFS structure has been described above, the present invention can also be applied to an IPS structure in which pixel electrodes and drive electrodes are alternately arranged on the same plane on the
本変形例によれば、ＦＦＳ、ＩＰＳ等の広視野角等のメリットを享受しつつ、ボタン部３０ｂで０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことができる。
According to this modification, 0D button touch input detection can be performed by the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
＜１−７．実施形態７＞
実施形態１〜６では、０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極を対向基板の主面、つまり対向基板の画素基板側の面に形成している。しかし、０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極を、対向基板の画素基板と反対側の面に形成しても良い。
<1-7. Embodiment 7>
In the first to sixth embodiments, the 0D button touch input detection drive electrode is formed on the main surface of the counter substrate, that is, the pixel substrate side surface of the counter substrate. However, the driving electrode for detecting the 0D button touch input may be formed on the surface of the counter substrate opposite to the pixel substrate.
図３０は、実施形態７に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの平面図である。図３０に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、２Ｄのタッチ入力検出を行うとともに０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃが、タッチ部３０ａからボタン部３０ｂにわたって延在している。そして、ボタン部３０ｂにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの端部を囲むように、０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極１７１〜１７３が形成されている。駆動電極１７１〜１７３を駆動するための配線１７４は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の額縁を通るように形成されている。
FIG. 30 is a plan view of a display device with a touch detection function according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 30, in the
図３１は、図３０のタッチ検出電極及び駆動電極の拡大平面図である。駆動電極１７１〜１７３は、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃと同一のレイヤに形成されており、駆動電極１７１〜１７３は、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃと同一の工程で形成される。図３１に示すように、駆動電極１７１は、凹部、つまり開口部１７１ａを有しており、タッチ検出電極ＴＤＬａの端部は、開口部１７１ａの内部まで延在している。タッチ検出電極ＴＤＬａの端部と、該端部を取り囲む駆動電極１７１と、の間の領域に電界が形成され、この電界により、０Ｄのボタンタッチ入力を検出することができる。
FIG. 31 is an enlarged plan view of the touch detection electrode and the drive electrode of FIG. The
本実施形態によれば、タッチ検出電極ＴＤＬａの端部と、該端部を取り囲む駆動電極１７１と、の間の領域に電界が形成される。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、０Ｄのボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
According to the present embodiment, an electric field is formed in a region between the end portion of the touch detection electrode TDLa and the
また、駆動電極１７１〜１７３は、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃと同一のレイヤに形成されており、駆動電極１７１〜１７３は、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃと同一の工程で形成される。これにより、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、製造工程の増加を抑制することができ、コストダウンを図ることができる。
The
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ、ＦＦＳ、ＩＰＳ等に適用できる。
Note that the display device with a
＜１−８．実施形態８＞
実施形態１〜７では、タッチ検出電極の線幅を一定に形成している。しかし、タッチ検出電極の０Ｄのボタンタッチ入力を検出する部分の線幅を、２Ｄのタッチ入力を検出する部分の線幅より広く形成しても良い。
<1-8. Eighth Embodiment>
In the first to seventh embodiments, the line width of the touch detection electrode is formed constant. However, the line width of the part that detects the 0D button touch input of the touch detection electrode may be formed wider than the line width of the part that detects the 2D touch input.
図３２は、実施形態８に係るタッチ検出機能付き表示デバイスの平面図である。図３２に示すように、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、２Ｄのタッチ入力検出を行うとともに０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃが、タッチ部３０ａからボタン部３０ｂにわたって延在している。そして、ボタン部３０ｂにおいて、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの端部ＴＤＬａ１〜ＴＤＬｃ１の線幅は、タッチ部３０ａにおけるタッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃの線幅より、広く形成されている。
FIG. 32 is a plan view of a display device with a touch detection function according to the eighth embodiment. As shown in FIG. 32, in the
図３３は、図３２のタッチ検出機能付き表示デバイスの断面図である。ボタン部３０ｂにおいて、対向基板３の主面と反対側の面（図中上側の面）には、遮光層Ｂが形成されている。そして、タッチ検出電極ＴＤＬａは、遮光層Ｂの上層に形成されている。対向基板３の主面側には、０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極ＶＣＯＭａが形成されている。駆動電極ＶＣＯＭａとタッチ検出電極ＴＤＬａの端部ＴＤＬａ１との間には、駆動電極ＶＣＯＭａから端部ＴＤＬａ１に向かい、図中右下から左上に向かう電界Ｆが形成される。タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、この電界Ｆにより、０Ｄのボタンタッチ入力を検出することができる。
33 is a cross-sectional view of the display device with a touch detection function of FIG. In the
本実施形態によれば、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃのボタン部３０ｂにおける端部ＴＤＬａ１〜ＴＤＬｃ１の線幅は、タッチ検出電極ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃのタッチ部３０ａにおける線幅より広く形成されている。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、０Ｄのボタンタッチ入力の検出範囲を拡大することができ、検出感度を向上することができ、スマートフォン１００の操作性を向上することができる。
According to this embodiment, the line widths of the end portions TDLa1 to TDLc1 in the
また、タッチ検出機能付き表示装置１は、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａを選択して駆動することにより、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、例えば、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
The display device with a
なお、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ、ＦＦＳ、ＩＰＳ等に適用できる。
Note that the display device with a
＜１−９．実施形態９＞
実施形態１〜８では、タッチ部の駆動電極とボタン部の駆動電極とを、並行又は時分割にて駆動していた。しかし、タッチ部の駆動電極を駆動せず、ボタン部の駆動電極だけを駆動するようにしても良い。
<1-9. Ninth Embodiment>
In the first to eighth embodiments, the drive electrode of the touch unit and the drive electrode of the button unit are driven in parallel or in time division. However, only the drive electrode of the button unit may be driven without driving the drive electrode of the touch unit.
図３４は、実施形態９に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、タッチ検出部４０とを備えている。
FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration example of a display device with a touch detection function according to the ninth embodiment. The display device with a
駆動電極ドライバ１４は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０の駆動電極ＶＣＯＭに駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。ここで、駆動電極ドライバ１４は、ボタン部３０ｂの０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極ＶＣＯＭａを駆動するボタン駆動部１４ａを有している。そして、ボタン駆動部１４ａは、駆動電極ドライバ１４のボタン駆動部１４ａ以外の部分が動作を停止しているとき、つまり画像表示及び２Ｄのタッチ入力検出を行っていないときも、単独で動作し、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａに駆動信号Ｖｃｏｍを供給することができる。
The
本実施形態によれば、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
According to the present embodiment, when 2D touch input detection and image display are not performed, for example, when the
図３５は、実施形態９の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置１は、タッチ検出機能付き表示デバイス１０と、制御部１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動電極ドライバ１４と、タッチＩＣ１５と、タッチ検出部４０と、を備えている。
FIG. 35 is a block diagram illustrating a configuration example of a display device with a touch detection function according to a modification of the ninth embodiment. The display device with a
タッチＩＣ１５は、制御部１１から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０のボタン部３０ｂの０Ｄのボタンタッチ入力検出用の駆動電極ＶＣＯＭａに駆動信号Ｖｃｏｍを供給する回路である。ここで、タッチＩＣ１５は、駆動電極ドライバ１４が動作を停止しているとき、つまり画像表示及び２Ｄのタッチ入力検出を行っていないときも、ボタン部３０ｂの駆動電極ＶＣＯＭａに駆動信号Ｖｃｏｍを供給することができる。
The
本変形例によれば、２Ｄのタッチ入力検出及び画像表示を行わない場合、例えばスマートフォン１００がスリープモードである場合等であっても、０Ｄのボタンタッチ入力検出を行うことが可能となる。これにより、タッチ検出機能付き表示装置１は、０Ｄのボタンタッチ入力でスマートフォン１００をスリープモードから通常動作モードに移行させるトリガとすることもでき、消費電力を抑制しつつ、スマートフォン１００の操作性を向上させることができる。
According to this modified example, when 2D touch input detection and image display are not performed, for example, when the
以上、いくつかの実施形態及び変形例を挙げて実施形態を説明したが、本開示はこれらの実施形態等には限定されず、種々の変形が可能である。 As described above, the embodiments have been described with some embodiments and modifications, but the present disclosure is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.
上記実施形態では、上記実施形態１に示したように、駆動電極ＶＣＯＭの１本ごとに駆動電極ＶＣＯＭを駆動し走査したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定の本数の駆動電極ＶＣＯＭを駆動するとともに、駆動電極ＶＣＯＭを１本ずつシフトすることにより走査してもよい。
In the above embodiment, as shown in the
また、上記の各実施形態及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、ＴＮ、ＶＡ、ＥＣＢ等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイス２０とタッチ検出デバイス３０とを一体化してタッチ検出機能付き表示デバイス１０とすることができる。これに代えて、タッチ検出機能付き表示デバイス１０は、ＦＦＳまたはＩＰＳ等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。
In addition, the display device with a
例えば、タッチ検出機能付き表示装置１は、横電界モードの液晶を用いてもよい。また、上記各実施形態では、液晶表示デバイスと静電容量型のタッチ検出デバイスとを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば液晶表示デバイスに静電容量型のタッチ検出デバイスを装着したものあってもよい。この場合でも、上述したような構成にすることにより、外部ノイズや、液晶表示デバイスから伝わるノイズ（上記各実施形態における内部ノイズに対応するもの）の影響を抑えつつタッチ検出を行うことができる。
For example, the display device with a
＜２．適用例＞
次に、図３６〜図４７を参照して、実施形態及び変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置１の適用例について説明する。図３６〜図４７は、本実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
<2. Application example>
Next, application examples of the display device with a
（適用例１）
図３６に示す電子機器は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１が適用されるテレビジョン装置である。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１及びフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 1)
The electronic device illustrated in FIG. 36 is a television device to which the display device with a
（適用例２）
図３７及び図３８に示す電子機器は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１が適用されるデジタルカメラである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３及びシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 2)
The electronic device shown in FIGS. 37 and 38 is a digital camera to which the display device with a
（適用例３）
図３９に示す電子機器は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５３１、この本体部５３１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３３及び表示部５３４を有している。そして、表示部５３４は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 3)
The electronic device shown in FIG. 39 represents the appearance of a video camera to which the display device with a
（適用例４）
図４０に示す電子機器は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５４１、文字等の入力操作のためのキーボード５４２及び画像を表示する表示部５４３を有しており、表示部５４３は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 4)
The electronic device illustrated in FIG. 40 is a notebook personal computer to which the display device with a
（適用例５）
図４１〜図４７に示す電子機器は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置１が適用される携帯電話機である。この携帯電話機は、例えば、上側筐体５５１と下側筐体５５２とを連結部（ヒンジ部）５５３で連結したものであり、ディスプレイ５５４、サブディスプレイ５５５、ピクチャーライト５５６及びカメラ５５７を有している。そのディスプレイ５５４またはサブディスプレイ５５５は、実施形態１〜９及び変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置である。
(Application example 5)
The electronic device shown in FIGS. 41 to 47 is a mobile phone to which the display device with a
１ タッチ検出機能付き表示装置
２ 画素基板
３ 対向基板
６ 液晶層
１０ タッチ検出機能付き表示デバイス
１１ 制御部
１２ ゲートドライバ
１３ ソースドライバ
１４ 駆動電極ドライバ
１５ タッチＩＣ
２０ 液晶表示デバイス
２１ ＴＦＴ基板
２２ 画素電極
３０ タッチ検出デバイス
３１ ガラス基板
３２ カラーフィルタ
３５ 偏光板
４０ タッチ検出部
４２ アナログＬＰＦ部
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ 信号処理部
４５ 座標抽出部
４６ 検出タイミング制御部
１００ スマートフォン
１０１ｂ〜１０１ｄ ボタン
ＶＣＯＭ 駆動電極
ＶＣＯＭａ 駆動電極
ＧＣＬ 走査信号線
ＬＣ 液晶
Ｐｉｘ 画素
Ｒ 抵抗
ＳＧＬ 画素信号線
Ｔ 端子部
Ｔ２ 端子部
ＴＤＬ タッチ検出電極
ＴＤＬａ〜ＴＤＬｃ タッチ検出電極
Ｔｒ ＴＦＴ素子
Ｖｃｏｍ 駆動信号
Ｖｄｅｔ タッチ検出信号
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記第１の領域の第１方向における少なくとも一方端に配置される第２の領域と、
第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第２の基板を挟んで、前記第１の基板に対向する第３の基板と、
前記第１の基板の前記第１の領域上に設けられた複数の画素電極と、
前記第２の基板の前記第１の領域上に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１方向に配列された複数の駆動電極と、
前記第２の基板の前記第１の領域上に設けられ、前記第１方向に延在し、前記第２方向に配列された複数の第１のタッチ検出電極と、
前記第３の基板の前記第２の領域上に設けられ、少なくとも１つの前記第１のタッチ検出電極と平面視で重畳した第２のタッチ検出電極と、
を備え、
前記複数の駆動電極の内の前記第２のタッチ検出電極に最も近い駆動電極に入力される駆動信号に応じて、前記第２のタッチ検出電極、および、前記第２のタッチ検出電極に重畳する前記第１のタッチ検出電極を介して、前記第２の領域に対する検出信号を取得する、
タッチ検出機能付き表示装置。 A first region;
A second region disposed at at least one end in the first direction of the first region;
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A third substrate facing the first substrate across the second substrate;
A plurality of pixel electrodes provided on the first region of the first substrate;
A plurality of drive electrodes provided on the first region of the second substrate , extending in a second direction intersecting the first direction, and arranged in the first direction ;
A plurality of first touch detection electrodes provided on the first region of the second substrate , extending in the first direction, and arranged in the second direction ;
A second touch detection electrode provided on the second region of the third substrate and superimposed on at least one of the first touch detection electrodes in plan view ;
With
In response to a drive signal input to the nearest drive electrodes to the second touch detection electrode of the previous SL plurality of drive electrodes, the second touch sensing electrodes, and, superimposed on the second touch sensing electrodes Obtaining a detection signal for the second region via the first touch detection electrode ;
Display device with touch detection function.
複数の走査線と、
複数の信号線と、
を更に備え、
前記複数のＴＦＴ素子、前記複数の走査線、前記複数の信号線及び前記複数の画素電極の内の少なくとも１つが、前記第２の領域に配置されていない、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 A plurality of TFT elements;
A plurality of scan lines;
Multiple signal lines ,
Further comprising a,
Before SL plurality of TFT elements, the plurality of scan lines, wherein at least one of the plurality of signal lines and the plurality of pixel electrodes, but not disposed in the second region,
The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第２のタッチ検出電極は、前記カラーフィルタ層の前記第２の領域と対向する、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 A color filter layer provided between the first substrate and the second substrate;
The second touch detection electrode faces the second region of the color filter layer;
The display device with a touch detection function according to claim 1.
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The second region of the color filter layer is black;
The display device with a touch detection function according to claim 3.
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The second region of the color filter layer has a first-shaped transmission portion;
The display device with a touch detection function according to claim 3.
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The second region of the color filter layer is colored in a plurality of different colors;
The display device with a touch detection function according to claim 3.
前記カラーフィルタ層は、前記第２のタッチ検出電極と対向しない、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 A color filter layer provided between the first substrate and the second substrate;
The color filter layer does not face the second touch detection electrode;
The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第１の光源は、前記第１の領域に光を照射するための光源であり、
前記第２の光源は、前記第２の領域に光を照射するための光源である、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 An illumination unit having a first light source and a second light source;
The first light source is a light source for irradiating light to the front Symbol first region,
The second light source is a light source for irradiating light to the front Stories second region,
The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第１の光源から出射して前記導光板を経由した光の明度と、前記第２の光源から出射した光の明度が異なる、
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 A light guide plate;
The brightness of the light emitted from the first light source and passing through the light guide plate is different from the brightness of the light emitted from the second light source.
The display device with a touch detection function according to claim 8.
前記導光板は、凹凸形状を有し、
前記第１の光源は、前記導光板の凸部に隣接して配置されており、
前記第２の光源は、前記導光板の凹部に隣接して配置されている、
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 An illumination unit having a first light source, a second light source, and a light guide plate;
The light guide plate has an uneven shape,
The first light source is disposed adjacent to the convex portion of the light guide plate,
The second light source is disposed adjacent to the recess of the light guide plate,
The display device with a touch detection function according to claim 1.
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 Before Stories second region is a region that does not face the first substrate of said second substrate,
The display device with a touch detection function according to claim 1.
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 A width of the second touch detection electrode is larger than a width of each of the plurality of first touch detection electrodes;
The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第２の領域における前記検出信号を取得する Obtaining the detection signal in the second region;
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第２の光源のみを動作させる Operate only the second light source
請求項８に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The display device with a touch detection function according to claim 8.
前記第２のタッチ検出電極と重畳する第１のタッチ検出電極と、第２のタッチ検出電極と重畳しない第１のタッチ検出電極とを用いて、第１の領域の検出信号を取得し、 Using the first touch detection electrode that overlaps with the second touch detection electrode and the first touch detection electrode that does not overlap with the second touch detection electrode, a detection signal of the first region is obtained,
前記第２のタッチ検出電極と重畳する第１のタッチ検出電極を用いて、第２の領域の検出信号を取得する、 Using a first touch detection electrode that overlaps the second touch detection electrode, to obtain a detection signal of the second region;
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The display device with a touch detection function according to claim 1.
前記第２のタッチ検出電極と重畳する第１のタッチ検出電極のみを用いて、第２の領域の検出信号を取得する The detection signal of the second region is acquired using only the first touch detection electrode that overlaps with the second touch detection electrode.
請求項１５に記載のタッチ検出機能付き表示装置。 The display device with a touch detection function according to claim 15.
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